Полная версия

Главная arrow Техника arrow АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ БУРЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Буровой автоматический регулятор ХЭМЗ с червячным редуктором силового узла

Буровой автоматический регулятор относится к серии ПАПД. Это один из первых БАР, использующий систему Г-Д. На рис. 4.19 показана электрическая схема регулятора, а на рис. 4.20 - структурная схема.

Регулятор осуществляет ступенчатую подачу П инструмента, верха буровой колонны (рис. 4.21; см. также раздел 4.2), в функции загрузки бурового двигателя /Бд, стабилизируя загрузку в пределах заданной области (рис. 4.22): П =/(/БД), т. е. алгоритм работы системы с некоторым допущением /Бд= const.

Объектом регулирования ОР является приводной двигатель БД с силовой кинематикой на ротор, бурильный вал с долотом, лебедка, талевая система. Регулятором является звено контроля (трехобмоточное реле 1Р) загрузки БД, звено управления (контакторы IK, 2К, мостовая схема Мех) системой Г-Д с редуктором ЧР.

Для представления о мощности звеньев силового узла приводим отдельные их характеристики: асинхронный двигатель АД - 12,5 кВт, 220 В, 970 об/мин; генератор постоянного тока Г - 11 кВт, 115 В, 970 об/мин; двигатель подачи постоянного тока Д - 9,2 кВт, ПО В, 700 об/мин; возбудитель В - 3 кВт, 230 В, 970 об/мин (для подачи напряжения б/щна шины); червячный самотормозящийся редуктор ЧР - с общим передаточным числом 1:277.

Работа БАР производится следующим образом.

Обмотка возбуждения ОВГ генератора включена в диагональ моста. На схеме (рис. 4.19) мост показан сбалансированным, обмотка ОВГ обесточена, следовательно, двигатель подачи Д также обесточен, идет бурение без подачи верха буровой колонны («выбурка»).

Загрузка бурового двигателя БД уменьшается, ток /Бд выходит из области номинального, заданного, значения (на графике рис. 4.22 - точка 1); уменьшается и ток в обмотках реле 1Р, реле срабатывает на замыкание контакта 1Р1 (рис. 4.18, б, положение 1), включает контактор 1К, который своим контактом 1К1 вводит в плечо моста дополнительное сопротивление R1. Мост разбалансируется, и через обмотку генератора ОВГ протекает ток в направлении от Б к А, и это соответствует такой полярности напряжения в якорной цепи генератора, что двигатель подачи Д работает в сторону подачи верха буровой колонны вниз (+ГП).

Схема электромашинного бурового автоматического регулятора ХЭМ3 (а) и схема работы реле IP (б)

Рис. 4.19. Схема электромашинного бурового автоматического регулятора ХЭМ3 (а) и схема работы реле IP (б)

С этого момента (точка 2 на рис. 4.22) загрузка двигателя БД начинает увеличиваться, и при входе в область заданных значений загрузки (точка 3) реле 1Р своим размыкающимся контактом 1Р1 обесточивает (рис. 4.19, б, положение 2) контактор 1К, который контактом 1К1, шунтируя R1, балансирует мост; обмотка возбуждения ОВГ обесточивается, двигатель подачи Д обесточивается, подача инструмента прекращается (точка 4). Бурение продолжается (идет «выбурка»). И гак цикл при нормальном протекании процесса повторяется. Область загрузки бурового двигателя БД задастся оптимальной в пределах номинального значения в зависимости от глубины, диаметра скважины и др.

Описанный цикл может быть представлен в схематичной форме:

(Рп = О, «выбурка», God) - (/вд!) - (Ai»i»Ioi) - (1Р1 замыкается) - (1К включается) -(1К1 размыкается) - (мост разбалансируется) - (+/овг б-а) - (+С/Г, +С/Д) (+Fn,Goct) - (ЛдТ) - (/|рТ,ХфТ) - (1Р1 размыкается) - (1К выключается) -* (1К1 замыкается) - (мост балансируется) -*(/овг = 0) -*(Ur= 0, Uj= 0) -*(Fn = 0, «выбурка», Gocl), и цикл повторяется. Видим, что при загрузке бурового двигателя в заданной области подачи бурового инструмента нет.

Структурная схема бурового автоматического регулятора ХЭМЗ

Рис. 4.20. Структурная схема бурового автоматического регулятора ХЭМЗ: - суммарный магнитный поток, создаваемый обмотками реле 1Р (1<р- токи в фазных цепях—>1р - токи в обмотках реле); остальные обозначения по тексту

В случае перегрузки бурового двигателя (точка 5, рис. 4.22 - превышение /Ьд верхнего заданного значения) по разным причинам, не только за счет увеличения осевой нагрузки, цикл в схематичной форме может быть представлен следующим образом: (Кп= 0, /Бд|) -*(/ip1 ХфТ) ^(1Р2 замыкается (рис. 4.19, б, положение 3) — (2К включается) -(2К1 замыкается) - (мост разбалансируется) - (-/0вг а-б) -» (-С/г, -С/д) - (~Уп, God, т- е. реверс, точка 6, рис. 4.22) - (/ьд|) - (1ц»1, 1Ф|) - (1Р2 размыкается) (2К выключается) -(2К1 размыкается) -.(мост балансируется) - (/0вг = 0) (С/г = 0, С/д = 0) - (Vn = 0, «выбурка», Goci, в точке 7, рис. 4.22, буровой двигатель входит в область заданной загрузки).

Основным недостатком бурового автоматического регулятора ХЭМЗ является контактная схема управления; достоинством - применение системы Г-Д для управления двигателем подачи.

График подачи долота (ступени подачи условно показаны прямоугольными)

Рис. 4.21. График подачи долота (ступени подачи условно показаны прямоугольными)

Временная диаграмма работы звеньев бурового автоматического регулятора ХЭМЗ

Рис. 4.22. Временная диаграмма работы звеньев бурового автоматического регулятора ХЭМЗ

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>